Uso de reator de biofilme aerado em membrana no tratamento de efluente de sistema de recirculação aquícola

Abstract

Os sistemas de recirculação para aquicultura (SRA) são uma alternativa para a produção intensiva de peixes em regiões com disponibilidade limitada de água e área física. Estes sistemas são vantajosos por realizarem a recuperação e tratamento de efluentes, retornando a água tratada ao sistema de cultivo. Assim, os volumes produzidos de resíduos líquidos e sólidos são relativamente pequenos, o que torna este sistema sustentável. O objetivo central desta pesquisa foi avaliar a eficiência do tratamento das águas residuárias da produção intensiva de Tilápia do Nilo (Oreochromisniloticus) em um SRA por meio de um Decantador de Coluna (DC) associado a um Reator de Biofilme Aerado em Membrana (MABR). O SRA foi composto por: um tanque com tilápias a 12,75 kg/m3 de densidade de estocagem inicial; um DC e um MABR. O MABR é formado por dois tubos concêntricos em PVC e tem 120L de volume. O interior do tubo interno conta com um feixe de membranas de silicone, as quais são aeradas por um soprador de ar. O meio líquido do MABR também é aerado através do difusor disposto na base do reator. Ensaios realizados no MABR com água limpa indicaram que as velocidades de recirculação para as vazões de ar aplicadas no difusor de 300, 375 e 450 L/h são de, respectivamente, 7,6; 9,3 e 14,2 cm/s. Os valores de taxa de transferência de oxigênio para as membranas é de 0,23 g O2/m2.dia, e para o difusor é de 5,83; 7,70 e 8,91 g O2/dia, para as respectivas vazões de ar de 300, 375 e 450 L/h. Por fim, para analisar a eficiência do tratamento das águas residuárias em SRA foram monitorados os seguintes parâmetros: pH, temperatura, oxigênio dissolvido (OD), turbidez, nitrogênio amoniacal, nitrogênio total, nitrato, nitrito, demanda química de oxigênio (DQO) e série de sólidos. Os resultados mostraram que as remoções médias de turbidez, nitrogênio amoniacal, nitrogênio total, DQO e SST foram de 86%, 44%, 35%, 76% e 74% respectivamente. O sistema composto pelo DC mais MABR, de maneira geral, se mostrou efetivo na remoção dos parâmetros apresentados.

Aquaculture recirculation systems (ARS) are an alternative for intensive fish production in regions with limited availability of water and physical area. These systems are advantageous for performing the recovery and treatment of effluents, returning the treated water to the system. Thus, volumes produced from liquid and solid waste are relatively small, which makes this system sustainable. The objective of this research is to evaluate the wastewater treatment efficiency of Nile Tilapia (Oreochromisniloticus) intensive production in a SRA through a Column Settler (CS) associated with a Membrane Aerated Biofilm Reactor (MABR). The ARS was composed of: a tank with tilapia at 12.75 kg/m3 initial stocking density; a CS and a MABR. The MABR is formed by two PVC concentric tubes and has 120 L of volume. The interior of the inner tube has a silicone membranes module, which are aerated by an air blower. The liquid in the MABR is also aerated through the diffuser arranged in the reactor base. Tests performed in the MABR with clean water indicated that the recirculation rates for airflows applied in the diffuser of 300, 375 and 450 L/h are, respectively, 7.6; 9.3 and 14.2 cm/s. The values of oxygen transfer rate for the membranes is 0.23 g O2/m2.day, and for the diffuser is 5.83; 7.70 and 8.91 g O2/day, for the respective air flows of 300, 375 and 450 L/h. In order to analyze the efficiency of wastewater treatment in ARS, the following parameters were monitored: pH, temperature, dissolved oxygen (DO), turbidity, ammoniacal nitrogen, total nitrogen, nitrate, nitrite, chemical oxygen demand (COD) and series of solids. The results showed that removals of turbidity, ammoniacal nitrogen, total nitrogen, COD and SST were 86 %, 44 %, 35 %, 76 % and 74 %, respectively. The system composed of CS plus MABR, in general, was effective in removing the presented parameters.